Pro-E中CETOL模塊在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用

1、    pro/e中cetol模塊在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用    陸松元摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，小家電產(chǎn)品越來(lái)越廣泛的使用?？s短產(chǎn)品周期，提高競(jìng)爭(zhēng)力，顯得尤為重要。產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)，充分考量設(shè)計(jì)的健壯性與制造穩(wěn)定性?？赏ㄟ^(guò)pro/e中的cttol模塊對(duì)尺寸鏈公差的進(jìn)行分析，保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造公差的最優(yōu)化。本文就以利用cetol模塊做進(jìn)一步論述，闡述了如何運(yùn)用cetol模塊對(duì)小家電產(chǎn)品的關(guān)鍵尺寸公差進(jìn)行分析、優(yōu)化，找出關(guān)鍵因素并加以控制。關(guān)鍵詞：cetol；公差分析；小家電產(chǎn)品；電磁爐；極值分析；統(tǒng)計(jì)分析本文講述cetol模塊在小家電產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，先對(duì)各零件

2、的公差尺寸鏈進(jìn)行分析，快速找出關(guān)鍵尺寸，以尋找低成本與穩(wěn)定制造的平衡點(diǎn)。達(dá)到產(chǎn)品的健壯設(shè)計(jì)目的。一、公差分析及cetol模塊介紹（一）公差概念公差是指實(shí)際參數(shù)值允許的變動(dòng)量。制定公差的目的是為滿足實(shí)際生產(chǎn)需要，使其變動(dòng)量在一定的范圍之內(nèi)，以便達(dá)到互換或配合的要求。（二）公差分析方法采用公差優(yōu)化設(shè)計(jì)，常見(jiàn)公差分析常見(jiàn)有兩種方法：1、極值分析法（worst case）又稱為最壞分析法極值分析法意味著所有尺寸在最大偏差情況下都可滿足要求。是最簡(jiǎn)單最保守的方法，只適用于少量零件生產(chǎn)，并不適合大批量生產(chǎn)。2、統(tǒng)計(jì)分析（statistics）不同于極值分析方法，統(tǒng)計(jì)分析根據(jù)各零件符合正態(tài)分布的特性，所有尺

3、寸偏差均按正態(tài)分布進(jìn)行計(jì)算。利用統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)對(duì)零件的可靠性進(jìn)行預(yù)測(cè)及計(jì)算。適合于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。（三）cetol分析模塊介紹proe中集成了cetol公差分析系統(tǒng)。它提供精確的敏感度和貢獻(xiàn)度分析以及統(tǒng)計(jì)和極值分析，很直觀地得到結(jié)果并可實(shí)時(shí)調(diào)整優(yōu)化。二、分析模塊的使用（一）模塊的啟用在pro/e菜單中，選擇【分析】單擊【公差研究】，即進(jìn)入公差分析管理器。（二）組成尺寸環(huán)選取需要分析的零件尺寸組成封閉的尺寸環(huán)，當(dāng)所有的增環(huán)尺寸與減環(huán)尺寸封閉后才能計(jì)算。1、首先確定需要測(cè)試的目標(biāo)尺寸或間隙，2、然后再依次選取相關(guān)的零件中的尺寸，系統(tǒng)將自動(dòng)顯示與尺寸鏈平行的尺寸，3、待定尺寸組成封閉的尺寸鏈環(huán)后，系統(tǒng)

4、將自動(dòng)完成尺寸環(huán)路圖。三、實(shí)例建模與分析（一）實(shí)例分析1、建模以小家電產(chǎn)品中的電磁爐為例進(jìn)行介紹。在電磁爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，線盤上表面到微晶面板上表面的距離定義為電磁爐的工作距離。此距離關(guān)系到電磁爐的能效與溫升等重要性能，工作距離的穩(wěn)定與否直接決定電磁爐的性能的好壞，因此為是最為重要的參數(shù)。要求線盤表面到微晶面板的距離為9.4±0.5mm，具體如下：（1）首先，確定電磁爐整體高度，假如整機(jī)高度為43mm。（2）其次，分析尺寸鏈環(huán)，由電磁爐的高度由于微晶板、上蓋、下蓋尺寸等增環(huán)尺寸組成，其中整機(jī)高度h=43mm由微晶板的厚度為d1=4mm，上蓋尺寸為d2=18mm，下蓋尺寸d3=21mm組成

5、，即h=d1+d2+d3，（3）最后分析在電磁爐內(nèi)部尺寸鏈由下蓋的壁厚d6=2.3mm，線盤安裝柱高度d7=24.1 mm，線盤的厚度d8=7.2mm，再加上間隙組成。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)分析，為保證電磁爐能滿足相關(guān)性能，工作距離最佳尺寸為9.4±0.5mm，即電磁線盤上表面到微晶面板的上表面的距離，保證熱效率為最佳狀態(tài)。通過(guò)在cetol模塊中選取相關(guān)尺寸組成尺寸環(huán)，在cetol公差分析系統(tǒng)中，每一個(gè)尺寸環(huán)都由一個(gè)不同顏色的矩形組成，如圖1所示。2、調(diào)整公差根據(jù)經(jīng)驗(yàn)與測(cè)試結(jié)果修改公差值，微晶面板的公稱值為4±0.2mm，而下蓋的線盤安裝柱的高度值公差為24.1±0.1mm，根

6、據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，全部公差值調(diào)整完后，并修改cp值均為1.3，為保證生產(chǎn)的需要，cp值至少得大于1.0。以cp=1.3為例，以充分保證生產(chǎn)的過(guò)程能力指數(shù)。公差的設(shè)定必須按以下要求：（1）滿足產(chǎn)品的制造能力，如果產(chǎn)品的制造能力達(dá)不到公差設(shè)定的要求，公差設(shè)定得再高也是毫無(wú)意義的；（2）通過(guò)公差分析，設(shè)定的公差應(yīng)當(dāng)滿足產(chǎn)品的裝配、功能、外觀和質(zhì)量等要求；（3）公差與成本相關(guān)，公差越嚴(yán)格，產(chǎn)品成本就越大，在滿足要求的前提下，公差越大越好；合理設(shè)計(jì)產(chǎn)品參數(shù)，即保證產(chǎn)品穩(wěn)定性，又能降低成本。3、查看并分析（二）生成報(bào)告分析完成后，可以按需要生成報(bào)告，在剛才新建立的cetol_4，選中并單擊創(chuàng)建報(bào)告，ceto

7、l模塊將自動(dòng)創(chuàng)建報(bào)告。（三）對(duì)比分析及優(yōu)化1、對(duì)比分析從下圖可以看出，按極值分析方式，最大的極限值為10.55，最小極限值為8.25，平均中值為9.4，標(biāo)準(zhǔn)方差為0.1522。以得出，按wc方式進(jìn)行，計(jì)算出線盤尺寸對(duì)目標(biāo)值影響最大達(dá)43.48%，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析方法，系統(tǒng)計(jì)算出線盤對(duì)目標(biāo)值的貢獻(xiàn)度達(dá)70.92%，因此線盤的尺寸公差在整個(gè)公差尺寸環(huán)路中影響大，需要對(duì)該尺寸進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。以保證工作距離滿足要求。2、優(yōu)化分析通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，線盤的公差值影響最大。如果通過(guò)改善電磁線盤工藝后，將線盤尺寸可由原來(lái)的7.2±0.5mm改善到7.2±0.2mm。按上述方法系統(tǒng)重新計(jì)算后，從下圖可

8、以看出，按最壞方式分析，最大的極限值為10.25，最小極限值為8.55，平均中值為9.4，標(biāo)準(zhǔn)方差為0.0968。按wc公差方式進(jìn)行分析，線盤尺寸對(duì)目標(biāo)的影響值由原來(lái)的70.92%減小到23.53%，如下圖所示：按統(tǒng)計(jì)分析方式，線盤尺寸對(duì)目標(biāo)影響值由原來(lái)的43.48%減小到28.07%，因此確定線盤尺寸公差為整機(jī)中主要因素，優(yōu)化后結(jié)果如圖所示：四、結(jié)論由此可得出線盤的尺寸公差關(guān)鍵因素，需要調(diào)整并嚴(yán)格控制該尺寸。線盤尺寸公差為關(guān)鍵尺寸公差。因此需要提高線盤的過(guò)程能力控制指數(shù)來(lái)保證整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。cetol公差分析系統(tǒng)主要作用：在復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，可分析得出最主要的因素，為生產(chǎn)提供理論依據(jù)；產(chǎn)品設(shè)計(jì)可以適當(dāng)放大非關(guān)鍵尺寸的公差，以降低生產(chǎn)制造成本，減少浪費(fèi)。能快速完成產(chǎn)品圖紙的統(tǒng)計(jì)分析與計(jì)算，對(duì)比分析縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期，快速投放市場(chǎng)，以提升產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。參考文獻(xiàn)：1張峰.基于pro/e二次開(kāi)發(fā)的機(jī)械產(chǎn)品的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)j